液壓傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用

官權(quán)泉

摘 要：液壓傳動控制當(dāng)前主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，通過液壓來實現(xiàn)能量傳遞。由于該技術(shù)具有操作便捷性、應(yīng)用靈活性以及控制方便等方面的特點，工業(yè)企業(yè)普遍重視液壓控制技術(shù)的應(yīng)用。有壓流體是液壓傳動的能源介質(zhì)來實現(xiàn)機械設(shè)備的自動控制。文章對液壓傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用方法進行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用；自動化生產(chǎn)；液壓傳動技術(shù)

帕斯卡原理是液壓傳動技術(shù)的根本性理論依據(jù)，即液體自身存在著較強的均勻性，因此內(nèi)部壓強一致，某一系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下，活塞的大小直接決定了所施加壓力的大小，使液體保持靜止的狀態(tài)。以液體為介質(zhì)，在傳遞作用下可以通過不同端來產(chǎn)生不同的壓力。

1 液壓傳動概述

液壓傳動系統(tǒng)通常包含控制元件、執(zhí)行元件以及動力元件等。其中動力部件則以液壓動力元件為主，液壓泵為核心部件。液壓泵在不斷變化的液體容積下產(chǎn)生壓力，液壓泵中最為常見的是齒輪泵，它能夠在齒輪的轉(zhuǎn)動下促進液體活動。另外還包含柱塞泵、葉片泵等液壓泵類型，在對液壓泵進行選擇的過程中，需要綜合考慮到液壓泵的運行效率以及能量消耗等方面的問題。

2 基于單一技術(shù)的傳動方式

傳統(tǒng)的工程機械系統(tǒng)通常以液力機械傳動以及機械傳動方式實現(xiàn)，當(dāng)前電力與液壓傳動系統(tǒng)也逐漸應(yīng)用于驅(qū)動裝置中。

2.1 機械傳動

對于部分以機械方式進行驅(qū)動的傳送裝置來說，由于只能夠采用平均負(fù)荷系數(shù)較小的發(fā)動機，變速類型只局限為有級變速，只能夠應(yīng)用于通用客貨汽車等對于調(diào)整范圍要求較低的設(shè)備中。而對于作業(yè)速度恒定以及對經(jīng)濟性指標(biāo)較為敏感的家用機械設(shè)備，該技術(shù)則具有主體性地位。

2.2 液力傳動

液力傳動在變矩器的作用下已經(jīng)實現(xiàn)無級調(diào)速功能。該技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠達到輸出扭矩-轉(zhuǎn)速特性，在換擋式機械變速器的配合下能夠避免出現(xiàn)傳動裝置過載的問題。由于變矩器自身有著較小的負(fù)荷應(yīng)力以及較大的功率密度，生產(chǎn)成本相對較低，能夠大范圍投入到坦克、重型機械等設(shè)備中。

2.3 液壓傳動

相比于傳統(tǒng)機械，液壓傳動能夠提升動力參數(shù)與運動參數(shù)的控制能力，而液壓傳動在低速負(fù)荷方面則體現(xiàn)出了比較突出的優(yōu)勢。在傳遞效率較高的狀態(tài)下，可以充分利用功率，控制恒功率輸出，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能夠提升輸出速度剛性、實現(xiàn)反向運轉(zhuǎn)。液壓傳動廣泛應(yīng)用于工程機械中，對于控制方式與傳動方式的改良有著十分積極的影響。

相比于液力傳動與純機械傳動，液壓傳動則有靈活性好、調(diào)節(jié)操作方便等特點，能夠依照實際工程需要以及工程機械形態(tài)將工作機構(gòu)、驅(qū)動輪以及發(fā)動機等部件在更加合理的位置上進行排列，在各種不同轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，發(fā)動機也能夠幫助傳動系統(tǒng)大幅提升牽引力，在廣闊的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)也能夠使機械運行效率維持在一個較高的狀態(tài)下，在不同動力傳動特性的支持下，也能夠承擔(dān)更大的負(fù)荷狀態(tài)。由于部分行走類機械車速比較快，若在行走液壓驅(qū)動裝置的幫助下，能夠使車輛的起步更加柔和也更加迅速。

2.4 電力傳動

電力傳動即是利用發(fā)電機進行驅(qū)動，而發(fā)電機的運行也需要內(nèi)燃機的支持，所產(chǎn)生的電能可以推動車輛行走，轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的操作則在電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)支持下完成，控制裝置、輸出元件以及輸入元件可以分置安裝。電力傳動在內(nèi)燃機車、電動船舶等領(lǐng)域得到應(yīng)用，應(yīng)用于大型工程機械以及礦用載重汽車上，對于部分以柴油機為底層驅(qū)動裝置的超重運輸車輛以及牽引車也開始采用電力傳動設(shè)計方案。然而出于經(jīng)濟性與技術(shù)方面的限制，功率電元件在行走機械方面的兼容性尚未得到充分的開發(fā)，該技術(shù)的普遍還需要時間。

3 液壓與液力傳動和機械的復(fù)合

3.1 串聯(lián)方式

當(dāng)前所有復(fù)合方式中，串聯(lián)方式最為簡單，是在液壓變速器與液壓馬達的驅(qū)動橋與輸出端之間通過機械變速器對高效區(qū)的調(diào)整進行擴展，相關(guān)的無級變速可以在分段條件下進行。當(dāng)前已經(jīng)初步應(yīng)用于聯(lián)合收獲機以及裝載機方面。在不斷改良的過程中，已經(jīng)實現(xiàn)大變速比狀態(tài)下的輪邊液壓驅(qū)動，驅(qū)動橋元件可以被省略掉，布局更加方便。

3.2 并聯(lián)方式

并聯(lián)方式本質(zhì)上是一種液壓機械功率分流方式，通過行星差速器的多自由度特點將輸出功率劃分為機械與液壓兩個功率流，功率流在液壓的控制下，不同類型的功率流可以以無級調(diào)節(jié)的方式實現(xiàn)重新匯合，產(chǎn)生更大的輸出轉(zhuǎn)速。該技術(shù)下的液壓傳動能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效、穩(wěn)定的機械傳動以及性能更好的無級調(diào)整，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，另一方面也能夠提高變速裝置的運行效率。

3.3 分時方式

對于轉(zhuǎn)移空駛速度與作業(yè)速度相關(guān)較大的部分車輛，可以利用機械變速器將液壓傳動裝置與機械變速器結(jié)合起來使用，消除低速作業(yè)狀態(tài)下與高速行駛性能之間的矛盾。當(dāng)前我國許多車輛已經(jīng)采用液壓-機械分時驅(qū)動的方式來提高的車輛的運行性能。

3.4 分位方式

于車輪內(nèi)直接安裝液壓馬達，能夠?qū)σ簤候?qū)動裝置起到良好的輔助作用，解決牽引性能不足的問題。在液壓傳動的無級高速支持下，不同驅(qū)動輪雖然傳動方式不同，但仍可以實現(xiàn)協(xié)調(diào)同步，該技術(shù)與功率分流理論相似。

4 結(jié)束語

從上世界90年代開始，新產(chǎn)品與新結(jié)構(gòu)開始大量應(yīng)用于工程機械中，提高對驅(qū)動裝置的要求。在液壓技術(shù)不斷得到突破的有利條件下，液壓元件進一步實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計與應(yīng)用，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

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